ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
(1)ナビゲーション装置の構成:
(1−1)未接近状態:
(1−2)第1接近状態:
(1−3)第2接近状態:
(2)交差点案内処理:
(3)他の実施形態:
(1)ナビゲーション装置の構成:
図1は、本発明の一実施形態にかかる交差点案内システムとしてのナビゲーション装置10の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置10は、車両Vに備えられている。ナビゲーション装置10は、制御部20と記録媒体30とを備えている。制御部20は、CPUとRAMとROM等を備え、記録媒体30やROMに記憶されたプログラムを実行する。記録媒体30は、地図情報30aと表示設定データ30bとを記録する。地図情報30aは、道路の端点(交差点内の地点)に対応するノードの位置を特定するためのノードデータと、ノード間の道路を示すリンクデータと、ノード間の道路の幅方向の中央線上に設定された形状補間点の位置を特定するための形状補間点データ等を含んでいる。
リンクデータは、ノード間の道路の幅を示す情報を含む。表示設定データ30bは、交差点についての案内表示を行うための各種設定情報が記録されたデータである。
車両Vは、GPS受信部41と車速センサ42とジャイロセンサ43とカメラ44とディスプレイ45とを備えている。GPS受信部41は、GPS衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両Vの現在位置を算出するための信号を制御部20に出力する。車速センサ42は、車両Vが備える車輪の回転速度に対応した信号を制御部20に出力する。ジャイロセンサ43は、車両Vに作用する角加速度に対応した信号を制御部20に出力する。そして、制御部20は、車速センサ42およびジャイロセンサ43から出力された信号に基づく自立航法情報と地図情報30aとに基づいて車両Vが存在し得る比較対象道路を複数設定し、GPS受信部41にて取得されたGPS信号の誤差円に基づいて比較対象道路を絞り込む。そして、制御部20は、絞り込まれた比較対象道路のうち、自立航法軌跡と形状が最も類似する道路を車両Vが走行している道路である走行道路として特定するマップマッチング処理を行い、当該マップマッチング処理によって特定された走行道路上で車両Vの現在位置を特定する。具体的に、制御部20は、形状補間点データに基づいて走行道路における幅方向の中央線を特定し、当該中央線上にて現在位置を特定する。GPS受信部41、車速センサ42、及びジャイロセンサ43等から出力された信号や地図情報30aに基づいて車両Vの現在位置を特定する。さらに、制御部20は、ジャイロセンサ43の信号や現在位置の軌跡等に基づいて車両Vの現在の進行方向である現在方位を特定する。
カメラ44は、車両Vの前方正面の前方風景を撮影し、当該前方風景を表す前方画像を生成するイメージセンサである。カメラ44が撮影した前方画像は、図示しないインタフェースを介して制御部20に出力される。本実施形態において、カメラ44は、車両Vの幅方向の中央位置に備えられ、光軸方向が車両Vの現在方位と一致する。ディスプレイ45は、制御部20から出力された映像信号に基づいて各種案内を出力する映像出力装置である。ディスプレイ45は、前方画像を表示する。前方画像の左右方向は車両Vの左右方向に対応し、実空間の路面上において車両Vから前方に遠い位置にある物体の像ほど前方画像の上方に位置する。また、前方画像の下辺の中央がカメラ44(車両V)に対応し、前方画像の横方向の中央線が車両Vの前方正面の位置に対応する。なお、カメラ44の光学的な仕様(画角、光軸方向、歪曲特性等)は表示設定データ30bに記録されている。
制御部20は交差点案内プログラム21を実行する。交差点案内プログラム21は、案内交差点取得部21aと判定部21bと表示部21cとを含む。
案内交差点取得部21aは、案内対象の交差点である案内交差点を取得する機能を制御部20に実行させるモジュールである。案内交差点取得部21aの機能により制御部20は、目的地に到達するための経路として予め探索された走行予定経路上の交差点であって、当該走行予定経路上において運転者が進行方向を誤る可能性が大きい交差点を案内交差点として取得する。
本実施形態において、案内交差点取得部21aの機能により制御部20は、目的地点に到達するための走行予定経路を地図情報30aに基づいて探索し、当該走行予定経路を示す情報を取得する。走行予定経路は目的地点に到達するために車両Vが走行すべき一連の道路で構成される。なお、走行予定経路は、制御部20が通信等を介して外部の装置やリムーバブルメモリから取得した経路であってもよい。
案内交差点取得部21aの機能により制御部20は、走行予定経路上の交差点であって、車両Vが旋回をともなって退出する交差点を案内交差点として取得する。図2Aは、交差点C(案内交差点CG)を含む道路の平面図である。本実施形態において、同一方向に車両Vが走行するレーンで構成される道路ごとにリンクLが設定されており、反対に方向に車両Vが走行する対向レーンで構成される対向道路については別のリンクLが設定されている。リンクLの形状は、道路の幅方向の中央線上に設定された形状補間点を通過する線によって特定できる。図2Aにおいて、走行予定経路上のリンクLを実線で示し、走行予定経路上にないリンクLを破線で示す。交差点Cにおいて複数の接続道路が接続しており、交差点C内に設定されたノードQ(白丸)において複数のリンクLが接続している。
交差点Cにおいて、ノードQはリンクLの交点ごとに設定されており、単一の交差点Cにおいて複数のノードQが設定され得る。以下、リンクLと表記した場合、道路の幅方向の中央線を意味することとする。
制御部20は、走行予定経路を示す情報に基づいて、走行予定経路上の各交差点Cについて進入道路RIと退出道路ROとを取得する。進入道路RIは、交差点Cを走行する直前に車両Vが走行する走行予定経路上の道路であり、退出道路ROは交差点Cを走行した直後に車両Vが走行する走行予定経路上の道路である。次に、制御部20は、進入道路RIに対応する進入リンクLIと、退出道路ROに対応する退出リンクLOとが接続しているノードQを交差ノードQCとして取得する。さらに、制御部20は、交差点Cにおける進入方向と退出方向とを取得する。進入方向とは、交差点Cにおける進入道路RI(進入リンクLI)の方向であり、進入道路RI内の形状補間点のうち交差点Cに最も近い形状補間点の位置と交差ノードQCの位置とを接続するベクトルの方向である。退出方向とは、交差点Cにおける退出道路RO(退出リンクLO)の方向であり、退出道路内の形状補間点のうち交差点Cに最も近い形状補間点の位置と交差ノードQCの位置とを接続するベクトルの方向である。
案内交差点取得部21aの機能により制御部20は、走行予定経路上の各交差点Cについて、進入方向に対して退出方向がなす角である旋回角Aを取得する。本実施形態において、右方向に旋回する場合の旋回角Aを正とし、左方向に旋回する場合の旋回角Aを負とする。案内交差点取得部21aの機能により制御部20は、旋回角Aの絶対値が表示設定データ30bに記録された基準角(例えば30度)以上である走行予定経路上の交差点Cを案内対象の交差点Cとして取得する。そして、制御部20は、走行予定経路上に存在する案内対象の交差点Cのうち、車両Vが次に走行する交差点Cを案内交差点CGとして取得する。なお、直進道路以外の退出道路に退出すべき場合において、旋回角Aが大きいほど、運転者が誤って直進道路へと車両Vを退出させる可能性が高くなる。
判定部21bは、車両Vから案内交差点CGまでの経路上に存在する交差点Cである近接交差点CNが存在するか否かを判定する機能を制御部20に実行させるモジュールである。近接交差点CNとは、案内対象でない交差点Cのうち、車両Vの現在位置から案内交差点CGまでの経路上に存在する交差点である。案内対象でない交差点Cとは、旋回角Aが基準角未満となる走行予定経路上の交差点Cであり、運転者が進行方向を誤る可能性が案内交差点CGよりも小さい交差点である。
図2Aは近接交差点CNが存在しない場合の道路の平面図であり、図2Bは近接交差点CNが存在する場合の道路の平面図である。判定部21bの機能により制御部20は、車両Vから案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth(例えば150m)以下となった場合に、近接交差点CNが存在するか否かを判定する。すなわち、制御部20は、現在位置と案内交差点CG内のノードQとを接続するリンクL列上に、案内交差点CG内のノードQとは別のノードQが存在する場合に、近接交差点CN(当該別のノードQが設定された交差点C)が存在すると判定する。残距離Sは、値が小さいほど車両Vの案内交差点CGに対する接近度が大きいことを示す指標である。従って、近接交差点CNとは、走行予定経路上の案内対象でない交差点Cのうち、案内交差点CGよりも現在位置側に存在し、かつ、案内交差点CGとの距離が閾値Sth以下の交差点Cを意味する。なお、制御部20は、案内交差点CGの位置PG(黒丸)として、案内交差点CG内に設定されたノードQの平均位置を取得する。また、制御部20は、車両Vの現在位置から案内交差点CGの位置PGまでの直線距離を残距離Sとして取得する。
本実施形態において、残距離Sの閾値Sthは、車両Vから現在方位に延びる直線F上に案内交差点CGが存在すると見なすことができる残距離Sとされ、表示設定データ30bに記録されている。例えば、車両Vから現在方位に延びる直線F上に交差点Cが視認可能に存在し始める残距離Sを多数の交差点(進入道路RIの幅と湾曲形状が異なる交差点)について調査しておき、車両Vから現在方位に延びる直線F上に交差点Cが視認可能に存在する確率が所定値(例えば95%)となる残距離Sを閾値Sthとして採用してもよい。
表示部21cは、案内交差点CGについての案内画像を前方画像に重畳して表示する機能を制御部20に実行させるモジュールである。すなわち、表示部21cの機能により制御部20は、案内画像を重畳した前方画像を生成し、当該前方画像をディスプレイ45に表示させる。本実施形態において、車両Vの状態が、未接近状態と第1接近状態と第2接近状態とのいずれであるかに応じて、表示部21cの機能により制御部20が表示する案内画像が切り替えられる。
(1−1)未接近状態:
まず、未接近状態について説明する。未接近状態とは、車両Vから案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sthよりも大きい状態である。表示部21cの機能により制御部20は、未接近状態において、案内交差点CGにおける車両Vの進行方向を表す未接近案内画像を車両Vの前方画像における案内交差点CGの像以外の部分に重畳して表示する。
図2Cは、未接近案内画像Kを示す図である。未接近案内画像Kは、矢印画像K1と接続線画像K2とが結合した画像である。矢印画像K1は、上下方向に延びる第1部分K1aと、第1部分K1aに対して屈曲し、先端に矢印の頭部を有する第2部分K1bとを有する。矢印画像K1の上方が車両Vの前方を表し、矢印画像K1の下方が車両Vの後方を表す。また、第1部分K1aに対して第2部分K1bがなす角は、案内交差点CGにおける旋回角Aに対応する。表示部21cの機能により制御部20は、案内交差点CGにおける旋回角Aに対応する矢印画像K1を記録媒体30から取得し、当該矢印画像K1を含む未接近案内画像Kを前方画像に重畳してディスプレイ45に表示させる。
表示部21cの機能により制御部20は、未接近状態において、前方画像における案内交差点CGの像以外の部分において矢印画像K1を前方画像に重畳してディスプレイ45に表示させる。制御部20は、前方画像における案内交差点CGの像以外の部分として、前方画像における消失点Wよりも上の部分に矢印画像K1の重畳位置を設定する。具体的に制御部20は、矢印画像K1の下端の重畳位置を消失点Wよりも高い位置に設定する。矢印画像K1の下端の重畳位置は、消失点Wよりも高い位置であればよく、一定の高さに設定されてもよいし、残距離Sが小さくなるほど低い位置に設定されてもよい。なお、前方画像における消失点Wの高さは表示設定データ30bに記録されたカメラ44の光学的な仕様に基づいて特定できる。
図3Aは、未接近案内画像Kが重畳された前方画像を示す図である。図3Aに示すように、消失点Wよりも高い領域Jには、基本的に道路の像が存在しないため、矢印画像K1を前方画像における案内交差点CGの像(ハッチング)以外の部分に重畳できる。
表示部21cの機能により制御部20は、未接近状態において、前方画像における案内交差点CGの像と矢印画像K1とを接続する接続線画像K2を前方画像に重畳してディスプレイ45に表示させる。制御部20は、案内交差点CGの位置PGに対応する前方画像内の位置に接続線画像K2の下端の重畳位置を設定する。制御部20は、案内交差点CGの位置PGを地図情報30aのノードデータに基づいて取得し、車両Vの現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様とに基づいて案内交差点CGの位置PGに対応する前方画像内の位置を取得する。
むろん、制御部20は、前方画像における画像認識により案内交差点CGの位置PGに対応する前方画像内の位置を特定してもよい。そして、表示部21cの機能により制御部20は、矢印画像K1の下端に上端が接続し、案内交差点CGの位置PGに対応する前方画像内の位置に下端が接続する長さの接続線画像K2を生成する。本実施形態において、制御部20は、案内交差点CGの位置PGに対応する前方画像内の位置を通過する縦方向の基準線Uが、矢印画像K1を横方向に二等分するように、矢印画像K1の横方向における重畳位置を設定する。
(1−2)第1接近状態:
次に、第1接近状態について説明する。第1接近状態とは、車両Vから案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth以下であり、かつ、車両Vから案内交差点CGまでの経路上に近接交差点CNが存在しない状態である。また、表示部21cの機能により制御部20は、車両Vが近接交差点CNを通過した場合、近接交差点CNが存在しないと見なして、車両Vが第1接近状態であるとする。従って、第1接近状態とは、案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth以下となったタイミング以降において、はじめから近接交差点CNが存在しない状態と、途中から近接交差点CNが存在しなくなった状態とを含む。そのため、図2Bにおいて破線で示す位置まで車両Vが走行し、近接交差点CNを通過した場合も、第1接近状態と見なされる。
表示部21cの機能により制御部20は、車両Vから案内交差点CGまでの経路上に近接交差点CNが存在しない第1接近状態において、車両Vの位置から案内交差点CGまで延びる図形である第1進入図形I1を含む図形を表す第1案内画像G1を前方画像に重畳して表示する。表示部21cの機能により制御部20は、案内交差点CGから当該案内交差点CGにて退出すべき退出道路ROに沿って延びる図形である退出図形Oと、第1進入図形I1とを含む図形を表す第1案内画像G1を前方画像に重畳して表示する。
図3Bは、第1進入図形I1と退出図形Oとを示す道路の平面図である。なお、図3Bは、図2Bにおいて破線で示す位置まで車両Vが走行し、近接交差点CNを通過した場合の第1進入図形I1と退出図形Oとを示す。第1進入図形I1は、車両Vの位置から案内交差点CGまで延びる図形であり、車両Vの位置から屈曲点b2まで延びる進入線a1に沿った形状を有する路面上の図形である。表示部21cの機能により制御部20は、案内交差点CG内の位置であって、進入道路RIの退出道路RO側の端の延長線e1と、退出道路ROに対応する退出リンクLOとの交点の位置を屈曲点b2の位置として取得する。制御部20は、進入道路RIに対応する進入リンクLIを当該進入道路RIの幅wの半分w/2だけ退出道路RO側に移動させた線を、進入道路RIの退出道路RO側の端の延長線e1として取得する。なお、進入線a1が接続する車両Vの位置とは、現実の車両Vの位置であり、走行道路に対応するリンクL上にて特定された現在位置ではない。
本実施形態において退出道路ROは、右折道路であることとする。退出図形Oは、案内交差点CGから当該案内交差点CGにて退出すべき退出道路ROに沿って延びる図形である。表示部21cの機能により制御部20は、屈曲点b1と終了点b2とを接続する退出線a2に沿った形状を有し、終了点b2側の先端に矢印の頭部を有する路面上の図形を退出図形Oとして取得する。制御部20は、退出道路ROに対応する退出リンクLO上において、屈曲点b1から進入道路RIの幅wだけ退出道路RO側に移動した位置を終了点b2の位置として取得する。従って、第1接近状態における退出図形Oは、進入道路RIの幅wの長さを有する図形である。
表示部21cの機能により制御部20は、第1進入図形I1と退出図形Oとを車両Vのカメラ44にて撮影した画像と等価な画像を第1案内画像G1として生成し、当該第1案内画像G1を前方画像に重畳し、当該前方画像をディスプレイ45に表示させる。第1進入図形I1と退出図形Oとを実空間にて設定しておくことにより、制御部20は、現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様に基づいて、第1進入図形I1と退出図形Oとを車両Vのカメラ44にて撮影した第1案内画像G1を生成できる。図3Cは、第1進入図形I1と退出図形Oとを表す第1案内画像G1を示す図である。表示部21cの機能により制御部20は、進入道路RIの幅wが大きいほど、第1進入図形I1と退出図形Oの幅を大きく設定する。本実施形態において、制御部20は、進入道路RIの幅wに所定の幅比率(例えば50%)を乗じた幅となるように、第1進入図形I1と退出図形O(頭部を除く)の幅を設定する。
(1−3)第2接近状態:
次に、第2接近状態について説明する。第2接近状態とは、案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth以下であり、かつ、車両Vから案内交差点CGまでの経路上に近接交差点CNが存在する状態である。表示部21cの機能により制御部20は、車両Vから案内交差点CGまでの経路上に近接交差点CNが存在する第2接近状態において、近接交差点CNと案内交差点CGとの間の位置から案内交差点CGまで延びる図形である第2進入図形I2を含む図形を表す第2案内画像G2を前方画像に重畳して表示する。具体的に、表示部21cの機能により制御部20は、第2接近状態において、近接交差点CNにおける案内交差点CG側の端から案内交差点CGまで延びる図形を第2進入図形I2として設定する。また、表示部21cの機能により制御部20は、案内交差点CGから当該案内交差点CGにて退出すべき退出道路ROに沿って延びる図形である退出図形Oと、第2進入図形I2とを含む図形を表す第2案内画像G2を前方画像に重畳して表示する。
図4Aは、第2進入図形I2と退出図形Oとを説明する道路の平面図である。なお、図4Aは、図2Bにおいて実線で示す位置を車両Vが走行する場合の第2進入図形I2と退出図形Oとを示す。第2進入図形I2は、近接交差点CNにおける案内交差点CG側の端から案内交差点CGまで延びる図形である。表示部21cの機能により制御部20は、開始点b3から屈曲点b4まで延びる進入線a3に沿った形状の図形を第2進入図形I2として設定する。制御部20は、近接交差点CNに接続する接続道路のうち、最も案内交差点CG側に存在する接続道路の案内交差点CG側の端の延長線e2と、車両Vから現在方位に延びる直線Fと交点の位置を開始点b3の位置として設定する。すなわち、開始点b3は、近接交差点CNにおける案内交差点CG側の端に設定される。制御部20は、近接交差点CNに接続する接続道路のうち、最も案内交差点CG側に存在する接続道路に対応するリンクLを、当該接続道路の幅uの半分u/2だけ案内交差点CG側に平行移動した線を延長線e2として取得する。また、制御部20は、車両Vから現在方位に延びるFと、退出道路ROに対応する退出リンクLOとの交点の位置を屈曲点b4として取得する。第2接近状態において、案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth以下であるため、車両Vから現在方位に延びる直線F上に案内交差点CGが存在すると見なすことができる。従って、屈曲点b4は、案内交差点CG内の位置となる。なお、第2接近状態の説明において、進入道路RIとは、近接交差点CNではなく、案内交差点CGに車両Vが進入する際に走行する道路を意味する。
表示部21cの機能により制御部20は、進入道路RIの幅wが大きいほど、第1進入図形I1と退出図形Oの幅を大きく設定する。制御部20は、進入道路RIの幅wに所定の幅比率(例えば50%)を乗じた幅となるように、第1進入図形I1と退出図形O(頭部を除く)の幅を設定する。
退出図形Oは、案内交差点CGから当該案内交差点CGにて退出すべき退出道路ROに沿って延びる図形である。表示部21cの機能により制御部20は、屈曲点b4から終了点b5まで延びる退出線a4に沿った形状を有し、終了点b5側の先端に矢印の頭部を有する路面上の図形を退出図形Oとして取得する。表示部21cの機能により制御部20は、退出道路ROに対応する退出リンクLO上において、屈曲点b4から進入道路RIの幅wの半分w/2だけ退出道路RO側に移動した位置を終了点b5として取得する。従って、第2接近状態における退出図形Oは、進入道路RIの幅wの半分w/2の長さを有する図形となる。また、屈曲点b4から終了点b5まで延びる退出線a4は、退出道路ROに対応する退出リンクLO上の線であり、退出道路ROに沿った方向の線となる。
表示部21cの機能により制御部20は、第2進入図形I2と退出図形Oとを車両Vのカメラ44にて撮影した画像と等価な画像を第2案内画像G2として生成し、当該第2案内画像G2を前方画像に重畳し、当該前方画像をディスプレイ45に表示させる。第2進入図形I2と退出図形Oとを実空間にて設定しておくことにより、制御部20は、現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様に基づいて、第2進入図形I2と退出図形Oとを車両Vのカメラ44にて撮影した第2案内画像G2を生成できる。図4Bは、第2進入図形I2と退出図形Oとを表す第2案内画像G2が重畳された前方画像を示す図である。
また、表示部21cの機能により制御部20は、車両Vが近接交差点CNを通過した場合、長さが長くなるように退出図形Oの形状を変化させる。上述したように、表示部21cの機能により制御部20は、車両Vが近接交差点CNを通過した場合、近接交差点CNが存在しないと見なして、車両Vが第1接近状態であるとする。従って、車両Vが近接交差点CNを通過したタイミングで、第2接近状態から第1接近状態へと遷移することとなる。上述したように、車両Vが近接交差点CNを通過する前の第2接近状態における退出図形Oは、進入道路RIの幅wの半分w/2の長さを有する図形である。一方、車両Vが近接交差点CNを通過した後の第1接近状態における退出図形Oは、進入道路RIの幅wの長さを有する図形である。進入道路RIの幅wは、車両Vが近接交差点CNを通過する前後で不変であるため、車両Vが近接交差点CNを通過するタイミングで退出図形Oの長さが長くなる。
前記の構成において、案内交差点CGの手前に近接交差点CNが存在する場合、制御部20は、近接交差点CNと案内交差点CGとの間の位置から案内交差点CGまで延びる第2進入図形I2を表す第2案内画像G2を前方画像に重畳する。この第2進入図形I2によって、車両Vの現在の位置から近接交差点CNまでの経路ではなく、近接交差点CNよりも先の位置から案内交差点CGに向かう経路を表すことができる。従って、近接交差点CNが前方画像にて視認できる状況でも、近接交差点CNではなく、案内交差点CGについての案内がされていると明確に判断できる。一方、案内交差点CGの手前に近接交差点CNが存在しない場合、制御部20は、車両Vの位置から案内交差点CGまで延びる第1進入図形I1を表す第1案内画像G1を前方画像に重畳する。この第1進入図形I1によって、車両Vの現在の位置から案内交差点CGに向かう経路を表すことができる。
また、図4Aに示すように、第2進入図形I2は、近接交差点CNにおける案内交差点CG側の端から案内交差点CGまで延びる図形である。従って、第2案内画像G2が近接交差点CNを案内するとの誤認識を防止できる範囲で、最も車両Vに近い位置から開始する第2進入図形I2によって案内交差点CGまでの経路を案内できる。なお、車両Vが近接交差点CNを通過した場合、もはや近接交差点CNが紛らわしくなくなるため、第1接近状態にて第1案内画像G1を表示することにより、車両Vの位置から案内交差点CGまでの経路を明確に認識させることができる。さらに、案内画像が遷移することにより、次に走行する交差点Cが案内交差点CGになったことを認識できる。
また、遠近感によって、長い画像ほど近くの物体を表すと感じられる。従って、退出道路ROに沿って延びる退出図形Oが長いほど、当該退出図形Oが近接交差点CNについての案内であるとの誤解を生じさせ易い。これに対して、制御部20は、車両Vが近接交差点CNを通過した場合、長さが長くなるように退出図形Oの形状を変化させるため、近接交差点CNを通過する前は、近接交差点CNを通過した後よりも退出図形Oの長さを小さくすることができる。従って、退出図形Oが近接交差点CNについて案内するものであるとの誤解を防止できる。また、近接交差点CNを通過するタイミングで退出図形Oの長さが長くなるように遷移させることができるため、次に走行する交差点Cが退出道路ROへと退出すべき案内交差点CGになったことを直感的に認識できる。さらに、制御部20は、進入道路RIの幅wが大きいほど、第1案内画像G1の幅を大きく設定するため、進入道路RIの幅wを直感的に理解できる。
(2)交差点案内処理:
図5は、交差点案内処理のフローチャートである。交差点案内処理は、車両Vから案内交差点CGまでの残距離Sが更新されるごとに、ディスプレイ45における表示する画像を更新する処理である。まず、案内交差点取得部21aの機能により制御部20は、経路の情報を取得する(ステップS100)。すなわち、制御部20は、目的地点に到達するための走行予定経路を地図情報30aに基づいて探索し、当該走行予定経路を示す情報を取得する。次に、判定部21bの機能により制御部20は、車両Vの現在位置と現在方位とを取得する(ステップS105)。さらに、表示部21cの機能により制御部20は、前方画像を取得する(ステップS110)。
次に、表示部21cの機能により制御部20は、案内交差点CGにおける進行方向を取得する(ステップS115)。まず、制御部20は、交差点に対する進入方向に対して退出方向がなす角度である旋回角Aが閾値以上である走行予定経路上の交差点のうち、次に車両Vが走行する交差点を案内交差点CGとして取得する。そして、制御部20は、案内交差点CGにおける旋回角Aを案内交差点CGについての進行方向として取得する。次に、表示部21cの機能により制御部20は、案内交差点CGまでの残距離Sを取得する(ステップS120)。すなわち、制御部20は、車両Vの現在位置から案内交差点CGの位置PGまでの直線距離を残距離Sとして取得する。
次に、表示部21cの機能により制御部20は、車両Vが案内交差点CGを通過したか否かを判定する(ステップS125)。具体的に、制御部20は、残距離Sが0である場合、案内交差点CGを通過したと判定する。車両Vが案内交差点CGを通過したと判定した場合(ステップS125:Y)、制御部20は、ステップS100に戻る。すなわち、制御部20は、すでに車両Vが案内交差点CGを通過した場合、これまで進行方向を案内していた案内交差点CGについての案内を継続する必要がないとして、次の案内交差点CGについての処理を実行する。
一方、車両Vが案内交差点CGを通過したと判定しなかった場合(ステップS125:N)、表示部21cの機能により制御部20は、案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth以下であるか否かを判定する(ステップS130)。すなわち、制御部20は、案内交差点CGに対する接近度が閾値以上であるか否かを判定する。そして、案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth以下であると判定されなかった場合(ステップS130:N)、表示部21cの機能により制御部20は、未接近案内画像Kを生成し、当該未接近案内画像Kを前方画像に重畳し、当該前方画像をディスプレイ45に表示させる(ステップS135)。
以下、ステップS135の処理(未接近状態の表示処理)について説明する。まず、制御部20は、案内交差点CGにおける進入道路RIの方向と退出道路ROの方向とがなす角である旋回角Aを取得する。そして、制御部20は、第1部分K1aに対して第2部分K1bがなす角が案内交差点CGにおける旋回角Aに対応する矢印画像K1(第1部分K1aに対して第2部分K1bがなす角が案内交差点CGにおける旋回角Aと所定角度以内の矢印画像K1)を記録媒体30から取得する(図2C)。さらに、制御部20は、矢印画像K1の下端の重畳位置を前方画像における消失点Wよりも高い位置に設定する。次に、制御部20は、案内交差点CGの位置PGに対応する前方画像内の位置に接続線画像K2の下端の重畳位置を設定する。そして、表示部21cの機能により制御部20は、接続線画像K2の上端が矢印画像K1の下端に接続し、接続線画像K2の下端が案内交差点CGの位置PGに対応する前方画像内の位置に接続するように、接続線画像K2を矢印画像K1とともに前方画像に重畳し、当該前方画像をディスプレイ45に表示させる(図3A)。
一方、案内交差点CGまでの残距離Sが閾値Sth以下であると判定された場合(ステップS130:Y)、判定部21bの機能により制御部20は、近接交差点CNが存在するか否かを判定する(ステップS140)。すなわち、制御部20は、走行予定経路上の案内対象でない交差点Cのうち、案内交差点CGよりも現在位置側に存在し、かつ、案内交差点CGとの距離が閾値Sth以下の交差点Cである近接交差点CNが存在するか否かを判定する。近接交差点CNが存在すると判定されなかった場合(ステップS140:N)、表示部21cの機能により制御部20は、第1案内画像G1を生成し、当該第1案内画像G1を前方画像に重畳し、当該前方画像をディスプレイ45に表示させる(ステップS150)。第1案内画像G1とは、車両Vの位置から案内交差点CGまで延びる図形である第1進入図形I1を含む図形を表す画像である。また、第1案内画像G1は、案内交差点CGから当該案内交差点CGにて退出すべき退出道路ROに沿って延びる図形である退出図形Oを含む図形を表す画像である(図3B,3C)。
以下、ステップS150の処理(第1接近状態の表示処理)について説明する。まず、表示部21cの機能により制御部20は、地図情報30aのリンクデータと形状補間データとに基づいて、進入道路RIに対応する進入リンクLIと、退出道路ROに対応する退出リンクLOと、進入道路RIの幅wとを取得する。次に、制御部20は、案内交差点CG内の位置であって、進入道路RIの退出道路RO側の端の延長線e1と、退出道路ROに対応する退出リンクLOとの交点の位置を屈曲点b1の位置として設定する。なお、制御部20は、進入道路RIに対応する進入リンクLIを当該進入道路RIの幅wの半分w/2だけ退出道路RO側に移動させた線を、進入道路RIの退出道路RO側の端の延長線e1として設定する。そして、制御部20は、退出道路ROに対応するリンクL上において、屈曲点b1から進入道路RIの幅wだけ退出道路RO側に移動した位置を終了点b2の位置として設定する。
さらに、表示部21cの機能により制御部20は、屈曲点b1と終了点b2に対応する前方画像内の位置を、現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様に基づいて取得する。そして、制御部20は、前方画像の下辺の中点cと屈曲点b1に対応する前方画像内の位置とを接続する直線を、進入線a1に対応する前方画像内の直線として取得する。前方画像は道路の路面を俯瞰するように撮影されるため、前方画像の下辺の中点cは、前方画像内に投影される路面上の投影領域のうち、最も車両Vに近い位置に対応する。すなわち、前方画像の下辺の中点cは、前方画像において車両Vの位置に対応する。
次に、制御部20は、屈曲点b1に対応する前方画像内の位置と、終了点b2に対応する前方画像内の位置とを接続する直線を、退出線a2に対応する前方画像内の直線として取得する。そして、制御部20は、進入線a1に対応する前方画像内の直線と、退出線a2に対応する前方画像内の直線とで構成される折れ線に関して線対称となる矢印形状の第1案内画像G1を生成する。第1案内画像G1を生成する際に、表示部21cの機能により制御部20は、進入道路RIの幅wが大きいほど、第1案内画像G1の幅を大きく設定する。
本実施形態では、屈曲点b1を進入道路RIにおける退出道路RO側の端の位置に設定するため、進入道路RI上を走行する車両Vの位置と屈曲点b1とを接続する第1進入図形I1を退出道路RO側に向けて傾斜させることができる。これにより、案内交差点CGにおける退出道路ROの方向を強調して案内できる。このように案内交差点CGにおける退出道路ROの方向を強調しても、近接交差点CNの像が前方画像に存在しない第1接近状態においては、近接交差点CNでの旋回に適したタイミングまで待って車両Vを旋回させることができる。なお、第1案内画像G1は予め記録媒体30に用意されてもよく、制御部20は、屈曲点b1の位置と終了点b2との位置との組み合わせごとに記録媒体30上に記録された第1案内画像G1を取得してもよいし、記録媒体30上に記録された第1案内画像G1を屈曲点b1の位置と終了点b2との位置との組み合わせに応じて変形させてもよい。
一方、近接交差点CNが存在すると判定された場合(ステップS140:Y)、表示部21cの機能により制御部20は、車両Vが近接交差点CNを通過したか否かを判定する(ステップS145)。制御部20は、残距離Sが、案内交差点CGの位置PGと近接交差点CNの位置PNとの直線距離以下となった場合に、車両Vが近接交差点CNを通過したと判定する。近接交差点CNの位置PNとは、近接交差点CN内に設定されたノードQの平均位置である。なお、制御部20は、車両Vが近接交差点CNの所定位置(現在位置側の端の位置、近接交差点CN側の端の位置等)を通過した場合に、車両Vが近接交差点CNを通過したと判定してもよい。車両Vが近接交差点CNを通過したと判定した場合(ステップS145:Y)、表示部21cの機能により制御部20は、ステップS150の処理(第1接近状態の表示処理)を実行する。すなわち、制御部20は、近接交差点CNが存在しないと見なして、第1接近状態の表示処理を実行する。
一方、車両Vが近接交差点CNを通過したと判定しなかった場合(ステップS145:N)、表示部21cの機能により制御部20は、第2案内画像G2を生成し、当該第2案内画像G2を前方画像に重畳し、当該前方画像をディスプレイ45に表示させる(ステップS155)。第2案内画像G2とは、近接交差点CNと案内交差点CGとの間の位置から案内交差点CGまで延びる図形である第2進入図形I2を含む図形を表す画像である。また、第2案内画像G2は、案内交差点CGから当該案内交差点CGにて退出すべき退出道路ROに沿って延びる図形である退出図形Oを含む図形を表す画像である(図4A,4B)。
以下、ステップS155の処理(第2接近状態の表示処理)について説明する。表示部21cの機能により制御部20は、地図情報30aと現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様に基づいて、近接交差点CNに接続する接続道路のうち、最も案内交差点CG側に存在する接続道路の案内交差点CG側の端の延長線e2に対応する前方画像内の線を取得する。さらに、制御部20は、地図情報30aと現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様に基づいて、退出道路ROに対応するリンクLに対応する前方画像内の線を取得する。また、制御部20は、前方画像の横方向の二等分線を、車両Vから現在方位に延びるFに対応する前方画像内の線として取得する。カメラ44は、車両Vの幅方向の中央位置に備えられ、光軸方向が車両Vの現在方位と一致するため、前方画像の横方向の二等分線は車両Vから現在方位に延びるFに対応する前方画像内の線となる。
次に、制御部20は、車両Vから現在方位に延びるFに対応する前方画像の横方向の二等分線と、近接交差点CNに接続する接続道路のうち、最も案内交差点CG側に存在する接続道路の案内交差点CG側の端の延長線e2に対応する前方画像内の線との交点の位置を、開始点b3に対応する前方画像内の位置として取得する。さらに、制御部20は、車両Vから現在方位に延びるFに対応する前方画像内の線と、退出道路ROに対応する退出リンクLOに対応する前方画像内の線との交点の位置を、屈曲点b4に対応する前方画像内の位置として取得する。
次に、表示部21cの機能により制御部20は、現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様に基づいて、屈曲点b4に対応する前方画像内の位置を、実空間内における屈曲点b4の位置に変換する。そして、制御部20は、退出道路ROに対応する退出リンクLO上において、屈曲点b4から進入道路RIの幅wの半分w/2だけ退出道路RO側に移動した位置を、実空間内における終了点b5の位置として取得する。さらに、制御部20は、現在位置と現在方位とカメラ44の光学的な仕様に基づいて、終了点b5に対応する前方画像内の位置を取得する。以上によって、制御部20は、開始点b3と屈曲点b4と終了点b5とのそれぞれに対応する前方画像内の位置を取得できる。
次に、制御部20は、開始点b3に対応する前方画像内の位置と、屈曲点b4に対応する前方画像内の位置とを接続する直線を、進入線a3に対応する前方画像内の線として取得する。なお、進入線a3は前方画像の横方向の二等分線上の線となる。同様に、制御部20は、屈曲点b4に対応する前方画像内の位置と、終了点b5に対応する前方画像内の位置とを接続する直線を、退出線a4に対応する前方画像内の線として取得する。そして、制御部20は、進入線a3に対応する前方画像内の直線と、退出線a4に対応する前方画像内の直線とで構成される折れ線に関して線対称となる矢印形状の第2案内画像G2を生成する。
第2案内画像G2を生成する際に、表示部21cの機能により制御部20は、進入道路RIの幅wが大きいほど、第2案内画像G2の幅を大きく設定する。表示部21cの機能により制御部20は、以上のように生成した第2案内画像G2を前方画像に重畳してディスプレイ45に表示させる。なお、第2案内画像G2は記録媒体30に予め用意されてもよく、制御部20は、開始点b3の位置と屈曲点b4の位置と終了点b5の位置との組み合わせごとに記録媒体30上に記録された第2案内画像G2を取得してもよいし、記録媒体30上に記録された第2案内画像G2を開始点b3の位置と屈曲点b4の位置と終了点b5の位置との組み合わせに応じて変形させてもよい。
(3)他の実施形態:
前記実施形態において、表示部21cの機能により制御部20は、進入道路RIの幅wに所定の幅比率を乗じた幅となるように、進入図形I1,I2と退出図形Oの幅を設定したが、当該幅比率を第1接近状態と第2接近状態とで切り替えてもよい。例えば、近接交差点CNが存在する第2接近状態において、近接交差点CNが存在しない第1接近状態よりも幅比率を小さくしてもよい。このように、近接交差点CNが存在する第2接近状態において第2進入図形I2と退出図形Oの幅を小さくすることにより、遠近感によって、第2進入図形I2と退出図形Oが近くの近接交差点CNについての案内するものであると誤認識されることを防止できる。なお、必ずしも進入道路RIの幅wに応じて進入図形I1,I2と退出図形Oの幅を設定しなくてもよく、退出道路ROの幅や周辺の道路の幅に応じて進入図形I1,I2と退出図形Oの幅を設定してもよい。また、必ずしも道路の幅に応じて進入図形I1,I2と退出図形Oの幅を設定しなくてもよい。
さらに、表示部21cの機能により制御部20は、近接交差点CNが存在する場合、第2進入図形I2の長さが大きいほど、第2進入図形I2の幅を小さく設定してもよい。図4Cに示すように、制御部20は、進入線a3(第2進入図形I2)の長さが大きくなるほど、第2進入図形I2の進入道路RIの幅wに対する幅比率を小さく設定してもよい。遠近感によって、長さと幅が大きい画像ほど近くの物体を表すと感じられる。従って、第2進入図形I2の長さが大きいほど、第2進入図形I2が近接交差点CNまで経路を示すとの誤解を生じさせ易い。これに対して、第2進入図形I2の長さが大きいほど、第2進入図形I2の幅を小さくすることにより、第2進入図形I2が近接交差点CNまで経路を示すとの誤解を防止できる。
さらに、前記実施形態では、未接近状態において未接近案内画像Kを表示する構成を採用したが、制御部20は、未接近状態において未接近案内画像Kを表示することなく、残距離Sが閾値Sth以下となった段階で初めて、第1案内画像G1または第2案内画像G2を表示してもよい。また、前記実施形態では、近接交差点CNは、案内交差点CGとの距離が閾値Sth以下の交差点Cであったが、案内交差点CGとの距離が閾値Sthよりも小さい判定距離以下の交差点Cであってもよい。この判定距離は、第1案内画像G1を表示したとしても、第1案内画像G1が近接交差点CNについての案内であると誤認する可能性が生じない距離の下限値であればよく、必ずしも未接近状態から表示を遷移させる際の残距離Sと一致しなくてもよい。
さらに、表示部21cの機能により制御部20は、車両Vが近接交差点CNを通過した場合、長さが長くなるように退出図形Oの形状を変化させなくてもよい。例えば、制御部20は、第1接近状態と第2接近状態のいずれにおいても、退出図形Oの長さを進入道路RIの幅wと同じ長さに設定してもよい。また、進入図形I1,I2と退出図形Oの形状は、前記実施形態の形状に限られない。第2接近状態における開始点b3は、近接交差点CNと案内交差点CGとの間に設定されればよく、例えば近接交差点CNと案内交差点CGとの中間の地点に設定されてもよいし、案内交差点CGからの距離が所定距離となる地点に設定されてもよい。また、進入図形I1,I2は、案内交差点CGまで延びる図形であればよく、制御部20は、屈曲点b1,b4を案内交差点CG内に設定すればよい。また、制御部20は、屈曲点b1,b4よりも退出道路RO側に終了点b2,b5を設定すればよく、終了点b2,b5を案内交差点CG内に設定してもよいし、終了点b2,b5を退出道路RO上に設定されてもよい。また、制御部20は、屈曲点b1,b4と終了点b2,b5とを接続する退出線a2、a4の方向と、退出道路RO対応する退出リンクLOの方向との平行度が所定基準以上となるように、終了点b2,b5を設定してもよい。
前記実施形態では各道路が直線状である例を示したが、各道路の形状は直線状でなくてもよい。第1接近状態において車両Vから案内交差点CGまでの道路が湾曲している場合、制御部20は、当該湾曲している道路に対応するリンクLに平行となるように進入線a1を設定すればよい。第2接近状態において進入道路RIが湾曲している場合、制御部20は、当該湾曲している進入道路RIに対応する進入リンクLIに平行となるように進入線a3を設定すればよい。表示部21cの機能により制御部20は、前方画像の画像認識に基づいて、屈曲点b1,b4,開始点b3,終了点b2,b5に対応する前方画像内の位置を取得してもよい。例えば、制御部20は、進入道路RIの退出道路RO側の端の線(端の区画線,縁石等)の像を公知の線認識手法によって認識し、当該線の像の延長線上において第1接近状態における屈曲点b1に対応する前方画像内の位置を取得してもよい。
案内交差点取得部21aの機能により制御部20は、進入道路RIと退出道路ROとで道路規模(道路幅、レーン数、道路種別等)の変化度合いが近接交差点CNよりも大きくなる交差点Cを案内交差点CGとして取得してもよい。さらに、判定部21bの機能により制御部20は、前方画像の画像認識に基づいて、近接交差点CNが存在するか否かを判定してもよい。例えば、制御部20は、前方画像の画像認識に基づいて車両Vが近接交差点CNを通過したか否かを判定してもよく、近接交差点CNの案内交差点CG側に形成された停止線や横断歩道等の像が前方画像から消失した場合に、車両Vが近接交差点CNを通過したと判定してもよい。
前記実施形態において、前方画像は、地図情報30aに基づいて前方風景を描画することにより得られてもよい。地図情報30aに基づいて前方風景を描画する場合、前方画像と同時に案内画像K,G1,G2を描画するようにしてもよい。ここで、案内画像K,G1,G2を前方風景に重畳してディスプレイ45に表示させるとは、案内画像K,G1,G2をディスプレイ45に表示させることにより、結果的に案内画像K,G1,G2を前方風景に重畳することであってもよい。例えば、ディスプレイ45は、少なくとも案内画像K,G1,G2を表示すればよく、前方画像を表示しなくてもよい。すなわち、ディスプレイ45は、案内画像K,G1,G2を、車両Vのフロントガラス越しに運転者が視認する現実の前方風景に重畳してもよい。例えば、ディスプレイ45を半透過型とし、ディスプレイ45から現実の前方風景が透けて見えるようにすることにより、案内画像K,G1,G2を現実の前方風景に重畳してもよい。